Reaktionshæmning på fødevarer med højt kalorieindhold blandt unge efter aktivt og stillesiddende videospil

Design. Et randomiseret crossover-design med modbalancerede behandlingsbetingelser vil blive brugt til at sammenligne mængden af ​​neural hæmning med høj- og lavkalorie-fødekoder blandt unge mellem to tilstande. Disse to betingelser vil omfatte en 60-minutters session med aktivt videospil og en 60-minutters session med stillesiddende videospil. Rækkefølgen af ​​behandlingsbetingelser vil blive tilfældigt tildelt ved hjælp af en valideret simpel randomiseringsteknik. Under hver laboratoriesession vil EEG-data blive registreret og derefter analyseret senere for at vurdere de individuelle hændelsesrelaterede potentiale (ERP) komponenter efter hver af de to tilstande. Deltagerne vil gennemføre en go/no-go respons-hæmningsopgave med billeder af fødevarer med højt kalorieindhold og lavt kalorieindhold, der vises på en computerskærm. Responshæmningsopgaven vil blive administreret umiddelbart efter ophør af hver videospilstilstand.

Videospilforhold. Den stillesiddende videospilstilstand kræver, at deltagerne spiller siddende i 60 minutter. Den aktive videospilstilstand kræver, at deltagerne gennemfører 60 minutters aktivt videospil på moderat intense niveauer (3,0-5,9 metaboliske ækvivalenter (MET'er)) ved hjælp af et populært dansesimuleringsspil kaldet 'Dance Dance Revolution' (DDR af Konami Digital Entertainment, Redwood City, CA). DDR fremkalder moderat intens (3,0-5,9 METs) niveauer af fysisk aktivitet. Tres minutters aktivt videospil har vist sig at producere moderat intense niveauer af fysisk aktivitet. Nuværende retningslinjer anbefaler, at teenagere dagligt engagerer sig i 60 minutter eller mere af moderat til kraftig intens fysisk aktivitet.

Deltagere. 62 raske unge (31 kvinder og 31 mænd) vil blive rekrutteret gennem annoncer og løbesedler i lokalsamfundet. Deltagerne vil være unge mellem 12 og 15 år.

Procedurer Screening. Kandidater til undersøgelsen og deres værger vil få tilsendt en e-mail med et link til en online-undersøgelse. Onlineundersøgelsen vil være et "ja eller nej"-spørgeskema for at sikre, at deltagerne opfylder inklusionskriterierne. Kandidater skal besvare hvert spørgsmål korrekt for at kvalificere sig til undersøgelsen. Som en del af onlineundersøgelsen vil deltagerne blive bedt om at rapportere eventuelle fødevareallergier og udfylde et spørgeskema om fødevarepræferencer. Spørgeskemaet om madpræferencer vil blive brugt til at forberede de standardiserede måltider til hver deltager. Kvalificerede kandidater vil blive inviteret til at deltage i undersøgelsen.

Orientering. Deltagerne til undersøgelsen vil blive bedt om at udfylde samtykke- og samtykkeformularerne før den første laboratoriesession. Deltagere og deres værger vil komme til klinisk neurovidenskabslaboratorium mindst én dag før deres første laboratoriesession for at hente deres standardiserede måltider. Hver deltager vil blive informeret om hovedformålet med undersøgelsen og gjort bekendt med testprocedurerne. Deltagerne vil blive instrueret i at undgå at indtage koffein og andre stimulanser på testdagen samt at undgå kraftig og intens fysisk aktivitet i 24-timersperioden forud for testen. Deltagerne får udleveret en kopi af disse testinstruktioner.

Standardiserede måltider. Deltagerne vil få en standardiseret morgenmad og frokost for hver af testdagene. Energibehovet for hver deltager vil blive estimeret ved hjælp af Verdenssundhedsorganisationens ligninger til at forudsige basale metaboliske hastigheder. Denne ligning bruger højde (cm), vægt (kg) og alder (år) til at forudsige basale metaboliske hastigheder og er blevet valideret for nøjagtighed og pålidelighed. En aktivitetsfaktor på 1,6 for drenge og 1,5 for piger vil blive brugt til at estimere det samlede daglige energibehov.

Måltider vil blive standardiseret baseret på indhold af makronæringsstoffer (60 % kulhydrat, 20 % fedt, 20 % protein), alder, køn og fysisk aktivitetsniveau (let, moderat eller høj aktivitet). Deltagerne får 25 % af deres daglige kaloriebehov til morgenmad og 25 % til frokost. Den samme mad vil blive givet på begge testdage, og deltagerne vil blive instrueret i at indtage al maden til begge måltider. Måltidsoverholdelse vil blive vurderet i begyndelsen af ​​hver session. Enhver manglende overholdelse (ikke at spise al mad og/eller spise anden mad) vil kræve, at deltagerne gentager den pågældende laboratoriesession på en anden dag, når de har fulgt madprotokollerne.

Måltider er designet til at repræsentere en rimelig mængde mad for at give deltagerne tilstrækkelig madindtagelse. Deltagerne vil få begge deres standardiserede måltider forud for den første testdag sammen med instruktioner om kun at indtage standardiserede måltider på testdage, undgå koffeinforbrug og kraftig intens fysisk aktivitet 24 timer før testning. Deltagerne vil blive instrueret i at indtage deres morgenmad og frokost på samme tidspunkt på dagen og mindst to timer før ankomst for hver testdag.

Videospilsessioner. Hver deltager gennemfører to separate laboratoriesessioner. Demografisk og antropometrisk information vil blive indsamlet i begyndelsen af ​​den første laboratorie session. Deltagerne vil blive bedt om at vurdere deres sult i begyndelsen af ​​hver laboratoriesession. Hoffman et al sammenlignede P3- og N2-komponenter mellem fodrede (1 time postprandial) og fastende (17 timers faste) tilstande og fandt ingen signifikante forskelle i P3- eller N2-komponentamplitude eller latens blandt unge voksne. Testprocedurer og protokoller vil blive gennemgået med hver deltager før påbegyndelse af hver videospilsession. Deltagerne vil derefter blive taget til videospilslaboratoriet for at gennemføre en 60-minutters videospilsession. I begyndelsen af ​​videospilsessionen vil deltagerne blive udstyret med K4b2 (Cosmed, Rom, Italien) stofskiftesystem, Polar pulsmåler (Polar, Helsinki, Finland) og GT3X aktivitetsmåler (Pensicola, FL) til at måle energiforbrug . Metabolisk information for hver deltager vil blive målt og registreret til analyse.

Umiddelbart efter hver videospiltilstand vil deltagerne blive bragt ind i et tilstødende rum, der indeholder EEG-udstyret, hvor de vil udføre responshæmningsopgaverne. Efter den anden videospilsession vil deltagerne blive bedt om at klassificere hvert madbillede som enten højt eller lavt kalorieindhold for at sikre, at deltagerne identificerede madbillederne korrekt under responshæmningsopgaverne. Efter afslutning af responshæmningsopgaven vil deltagerne blive ført til et separat rum for at gennemføre Stroop-Color Word-testen.

Responshæmmende opgave. Umiddelbart efter både de aktive og passive videospilsforhold vil deltagerne fuldføre to go/no-go aktive visningsopgaver. Go/no-go-opgaven vil omfatte billeder af fødevarer med højt kalorieindhold og lavt kalorieindhold. Billeder til visningsopgaverne vil blive udvalgt baseret på resultater fra Blechert et al, som for nylig rapporterede normative vurderinger af 568 madbilleder med højt og lavt kalorieindhold. Den første visningsopgave vil bruge i alt 150 billeder, 100 af disse vil omfatte billeder med højt kalorieindhold og 50 billeder med lavt kalorieindhold; billederne med lavt kalorieindhold vil være målstimuli. Den anden visningsopgave vil omfatte 100 billeder med lavt kalorieindhold og 50 billeder med højt kalorieindhold; billederne med højt kalorieindhold vil være målstimuli. Hver af visningsopgaverne vil blive vist i en forskellig tilfældig rækkefølge for hver deltager. Billeder vil blive vist i 500 millisekunder (ms) med et inter-forsøgsinterval på 1300 ms mellem billeder. Efter den anden responshæmningsopgave vil deltagerne blive bedt om subjektivt at vurdere billederne efter behagelighed og ophidselse ved at bruge en billedvurderingsskala fra 1-9 (hvor 1 er det laveste og 9 det højeste). For at bestemme deltagernes forståelse af fødevarer med lavt eller højt kalorieindhold, vil deltagerne blive bedt om at udføre en kort opgave, hvor de vil kategorisere hvert madbillede som enten lavt kalorieindhold eller højt kalorieindhold.

Go/No-Go-paradigme. Til kalorieindholdsdelen af ​​go/no-go-opgaven vil deltagerne blive bedt om at trykke på en knap med deres højre pegefinger, når de ser billeder af mad med lavt kalorieindhold, som vil være målstimuli. Fødevarer med lavt kalorieindhold vil være målstimulansen, og deltagerne skal begå deres svar ved at trykke på den relevante knap. Denne del af opgaven vil blive kaldt "go". Den "no-go" del af opgaven vil kræve, at deltagerne holder tilbage at trykke på knappen, når billeder af fødevarer med højt kalorieindhold præsenteres. Den anden go/no-go opgave vil bruge de modsatte instruktioner af den første opgave. Deltagerne vil blive instrueret i at "gå" eller trykke på en knap, når billeder af fødevarer med højt kalorieindhold præsenteres, og at tilbageholde, eller "no-go", når billederne af fødevarer med lavt kalorieindhold præsenteres, vil fødevarer med højt kalorieindhold være målstimuli. Billeder for begge opgaver vil blive præsenteret i tilfældig rækkefølge ved hjælp af 150 billeder vist i 500 ms med et inter-forsøgsinterval på 1300 ms. Deltagerne vil blive instrueret i at forblive så stille som muligt og at minimere deres øjenblink for at reducere mængden af ​​artefakter (forstyrrelser eller støj), mens EEG-data optages.

For yderligere at undersøge virkningerne af moderat intens fysisk aktivitet på responshæmning, vil deltagerne få flere madvalg, mens de gennemfører en auditiv verbal indlæringstest, Rey auditory verbal learning test (AVLT). Rey AVLT vil blive administreret i henhold til protokollen valideret af Vakil et al, som er beskrevet tidligere. Efter den 6. prøveversion af Rey AVLT vil deltagerne få 30 minutter før de sidste dele af indlæringstesten til at indtage høj- og lavenergitætte fødevarer ad libitum. I løbet af forsinkelsesperioden på 30 minutter vil fødevarer, der er blevet målt på forhånd og vejet til nærmeste 0,1 gram på forhånd, blive givet til hver deltager, mens de venter på forsinkelsesperioden for Rey AVLT. Fødevarer med højt kalorieindhold vil omfatte fødevarer med højt energiindhold. Fødevarer med lavt kalorieindhold vil omfatte fødevarer med lavt energiindhold, såsom frugtskiver og grøntsager. Testen vil omfatte 8 forsøg og give deltagerne passende tid til at indtage færdigmålte fødevarer. Gennemførelse af Rey AVTL-testen afslutter hele sessionen.

Efter afslutningen af ​​den første videospilsession vender deltagerne tilbage efter 7 dage for at gennemføre den anden videospilsession. Deltagerne vil blive kontaktet 24 timer før deres anden videospilsession for at minde deltagerne om den kommende testsession. Deltagere, der gennemfører både videospilsessioner og de medfølgende tests, vil modtage $40 dollars for at gennemføre undersøgelsen.

Power Analyse. Antallet af deltagere blev estimeret baseret på et meningsfuldt skift i N2-amplituder. Da træning har vist sig at have en moderat effekt på neurale reaktioner på madsignaler blandt voksne, blev der brugt en estimeret gennemsnitlig forskel på 0,50 mikrovolt. En gennemsnitlig standardfejl på 0,63 mikrovolt blev også brugt i denne analyse baseret på tidligere forskning, som hjalp med at etablere en test-gentest-pålidelighed af N2-amplituder ved hjælp af EEG-teknikker.197 Baseret på en gennemsnitlig N2-forskel på 0,5 mikrovolt, en gennemsnitlig standardfejl på 0,63 mikrovolt og en alfa på 0,05, er en prøve på 55 deltagere nødvendig for at have 90 % effekt. Derudover forventer vi, baseret på tidligere erfaringer med måling af ERP'er, at miste 10 % af EEG-målingerne på grund af dårlige eller ufuldstændige data. For at dække dette tab vil vi rekruttere yderligere 7 deltagere, til i alt 62 deltagere.

Statistisk analyse. Analyse vil blive gennemført ved hjælp af SAS statistisk software (version 9.4; SAS Institute, Inc. Cary NC). Deltagerdata vil blive rapporteret som gennemsnit og standardafvigelser. For at evaluere hoved- og interaktionseffekterne inden for hvert emne, vil en 2-tilstand (aktiv og passiv) x 2-neural hæmning (Go og No/Go) x 2-kalorie (højt kalorieindhold og lavt kalorieindhold) gentagne mål ANOVA blive brugt. Et alfa-niveau på 0,05 vil blive brugt til denne analyse. Post hoc t-test vil blive udført, hvis signifikante effekter observeres for at identificere signifikante forskelle. Bonferroni-justeringer vil blive udført for flere sammenligninger.